山东省滨州市博兴县乔庄中学2022年高三物理期末试题含解析

山东省滨州市博兴县乔庄中学2022年高三物理期末试题含解析一、选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分．每小题只有一个选项符合题意1.（单选）比功率是衡量汽车动力性能的一个综合指标，具体是指汽车发动机最大功率与汽车总质量之比。一般来讲，对同类型汽车而言，比功率越大，汽车的动力性越好，普通国产低档车大概范围在0.04～0.07kW/kg；中档车的大概范围从0.06～0.10kW/kg；高档车则更高，范围也更广，大概范围从0.08～0.13kW/kg。为了粗略检测一种新汽车的比功率，工程师用速度传感器记录下该汽车在水平道路上，以恒定最大功率从静止开始启动到达以最大速度这过程中的速度图象如图所示，已知从静止开始以恒定功率启动后，26s到达机车的最大速度40m/s，汽车运动过程中阻力不变，则根据比功率来粗略可以判断（

）A.这种车可能是国产低档车

B.这种车可能是国产中档车C.这种车可能是国产高档车

D.条件不足，不能判断参考答案：C有图可知：t=26s和vm=40m/s与坐标轴所围成的矩形内有13×16=208个小矩形，所以每一个小矩形的面积S0=5m，从静止到达最大速度这段时间内，机车的速度图象与时间轴t所围成的小矩形的个数约为155个，所以从静止到达最大速度这段时间内，机车的位移x=155×5m=775m，在这个过程中，由动能定理：，得这汽车的比功率为，所以这种汽车可能是高档车，故C正确，A、B、D错误。2.（多选）如图所示，左右带有固定挡板、上表面光滑的长木板放在水平桌面上。一质量M=1.0kg的物体A右端与一轻弹簧连接，弹簧右端固定在长木板的右挡板，上面放一质量m=0.5kg的铁块B。长木板静止时弹簧对物体A的压力为3N，物体A与铁块之间的动摩擦因数μ=0.5，现使木板以4m／s2的加速度向左沿水平方向做匀加速运动，当系统稳定时（

）

A．物体A受到5个力的作用

B．物体A对左侧挡板的压力等于3N C．运动过程中弹簧的最大形变量是最小形变量的2倍

D．弹簧弹性势能的减少等于A物体动能的增加

参考答案：AC解析：B、C、D、铁块向左加速，故A对铁块有向左的静摩擦力，故铁块对A有向右的静摩擦力；A和铁块整体受重力、支持力、弹簧弹力，根据牛顿第二定律，有：F=（M+m）a=（1+0.5）×4=6N＞3N;;故弹簧的弹力增加为2倍，根据F=kx，弹簧的压缩量增加为2倍，弹性势能增加，故B错误，C正确，D错误；A、物体A受重力、支持力、弹簧的弹力、铁块的压力和静摩擦力，共5个力，故A正确；故选：AC．3.（多选）劳伦斯和利文斯顿设计出回旋加速器，工作原理示意图如图所示．置于高真空中的D形金属盒半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可忽略．磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，高频交流电频率为f，加速电压为U．若A处粒子源产生的质子质量为m、电荷量为＋q，初速可忽略，在加速器中被加速，且加速过程中不考虑相对论效应和重力的影响．下列说法中正确的是（

）A．质子被加速后的最大速度不可能超过2πRfB．质子离开回旋加速器时的最大动能与加速电压U成正比C．质子第2次和第1次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比为D．不改变磁感应强度B和交流电频率f，该回旋加速器也能用于α粒子加速参考答案：AC4.（多选）如图所示，在x轴相距为L的两点固定两个等量异种点电荷+Q、-Q，虚线是以+Q所在点为圆心、L/2为半径的圆，a、b、c、d是圆上的四个点，其中a、c两点在x轴上，b、d两点关于x轴对称。下列判断正确的是A．在x轴上还有两个点与a点电场强度大小相同B．在x轴上还有两个点与c点电场强度相同C.a点处的电势大于b点处的电势相同D．将一试探电荷+q沿圆周由a点移至c点，+q的电势能减小参考答案：CD5.如图所示,先后以速度u1和u2匀速地把同一线圈从同一位置拉出有界的匀强磁场,u2=2u1,则在先后两种情况下:(

)A.线圈中的感应电流之比为1:4B.线圈中产生的热量之比为1:2C.沿运动方向作用在线圈上的外力之比为1:4D.沿运动方向作用在线圈上的外力功率之比为1:2参考答案：B二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.某人利用单摆来确定某高山的高度。已知单摆在海面处的周期是T0。而在该高山上，测得该单摆周期为T。则此高山离海平面高度h为

。（把地球看作质量均匀分布的半径为R的球体）参考答案：7.在“用单分子油膜法估测分子大小”的实验中，已知实验室中使用的油酸酒精溶液的浓度为A，用滴管测得N滴这种油酸酒精的总体积为V，将一滴这种溶液滴在浅盘中撒有痱子粉的水面上，在玻璃板上描出油膜的边界线，再把每小格边长为a的透明方格纸放在玻璃板上，测得油膜占有的方格个数为x。用以上字母表示油酸分子直径的大小是：d=

。参考答案：8.某学生研究小车的匀变速运动时，得到如图10所示的纸带，纸带上的计数点用O、A、B、C、D、E表示．则小车的加速度大小为___________m／s2，小车经过C点时的速度大小为__________m／s．（相邻计数点间的时间间隔为0．1s）参考答案：0.89.某实验小组利用拉力传感器和速度传感器探究“动能定理”．如图，他们将拉力传感器固定在小车上，用不可伸长的细线将其通过一个定滑轮与钩码相连，用拉力传感器记录小车受到拉力的大小．在水平桌面上相距50.0cm的A、B两点各安装一个速度传感器，记录小车通过A、B时的速度大小．小车中可以放置砝码．(1)实验主要步骤如下：①测量小车和拉力传感器的总质量M′；把细线的一端固定在拉力传感器上，另一端通过定滑轮与钩码相连；正确连接所需电路；②将小车停在C点，释放小车，小车在细线拉动下运动，记录细线拉力及小车通过A、B时的速度．③在小车中增加砝码，或________，重复②的操作．(2)下表是他们测得的一组数据，其中M是M′与小车中砝码质量之和，|v2－v12|是两个速度传感器记录速度的平方差，可以据此计算出动能变化量ΔE，F是拉力传感器受到的拉力，W是F在A、B间所做的功．表格中的ΔE3＝________，W3＝________.(结果保留三位有效数字)次数M/kg|v2－v12|/(m/s)2ΔE/JF/NW/J10.5000.7600.1900.4000.20020.5001.650.4130.8400.42030.5002.40ΔE31.220W341.0002.401.202.4201.2151.0002.841.422.8601.43(3)根据上表，我们在图中的方格纸上作出ΔE－W图线如图所示，它说明了________参考答案：(1)改变钩码数量

(2)0.6000.610(3)拉力（合力）所做的功近似等于物体动能的改变量10.按照玻尔原子理论，氢原子中的电子离原子核越远，氢原子的能量__________(选填“越大”或“越小”)。已知氢原子的基态能量为E1(E1<0)，电子质量为m，基态氢原子中的电子吸收一频率为γ的光子被电离后，电子速度大小为___________(普朗克常量为h).参考答案：解析：频率为ν的光子的能量E=hν．氢原子中的电子离原子核越远，则能级越高，氢原子能量越大．基态中的电子吸收一频率为γ的光子后，原子的能量增大为E=E1+hν电子发生电离时其电势能为0，动能为mv2；故有E=0+mv2；

所以有E1+hν=mv2；则v=11.如图所示，放置在竖直平面内的圆轨道AB，O点为圆心，OA水平，OB竖直，半径为m。在O点沿OA抛出一小球，小球击中圆弧AB上的中点C，vt的反向延长线与OB的延长线相交于D点。已知重力加速度g=10m/s2。小球运动时间为_________，OD长度h为_________。参考答案：s，2m12.如图所示，重力大小均为G的杆O1B和O2A，长度均为L，O1和O2为光滑固定转轴，A处有一凸起的搁在O1B的中点，B处用绳系在O2A的中点，此时两短杆便组合成一根长杆，则A处受到的支承力大小为

B处绳子的张力大小为

。

参考答案：G，G13.客运电梯简化模型如图甲所示，电梯的加速度a随时间t变化的关系如图乙所示。已知电梯在t=0时由静止开始上升，电梯总质最m=2.0×103kg，忽略一切阻力。电梯在上升过程中受到的最大拉力F=

N，电梯在前2s内的速度改变量△v=

m/s。参考答案：2.2×104，1.5三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.利用如图所示电路测量电压表内电阻RV,该电压表量程为500mV,内电阻约为100Ω。某同学设计的实验过程如下：a.按电路图正确连接好电路,将滑动变阻器R1的滑片移到左端;b.闭合开关S1和S2并调节R1,使电压表的指针指到满刻度;c.保持开关S1闭合以及滑动变阻器R1的滑片位置不变,断开S2,调整电阻箱R2的阻值,使电压表的指针指到满刻度的一半;d.读出此时电阻箱R2的阻值R测,即为电压表内电阻的测量值。(1)在备选的实验器材中,有两个滑动变阻器可供选择,它们的铭牌上分别标有：A.“500Ω,1A”、

B.“10Ω,2A”在保证各实验器材均能正常工作的前提下,为尽可能提高测量精度且便于调节,滑动变阻器R1应选用____(选填“A”或“B”)。(2)用上述方法得到的电压表内电阻的测量值R测_____(选填“大于”“等于”或“小于”)电压表内电阻的真实值R真。(3)若实验中测得的结果R测=100Ω,要将这个电压表改装成量程为5V的电压表,则应串联一个阻值为R串=_____Ω的定值电阻。(4)为了使上述根据R测计算后改装的电压表能更准确地测量电压,下面四种做法中可行的是______。(填写选项前的序号)A.在R串旁边再串联一个比R串小得多的电阻B.在R串旁边再串联一个比R串大得多的电阻C.在R串两端再并联一个比R串小得多的电阻D.在R串两端再并联一个比R串大得多的电阻参考答案：

(1).(1)B

(2).(2)大于

(3).(3)900

(4).(4)D【详解】第一空.由图示实验电路图可知，滑动变阻器采用分压接法，为方便实验操作，滑动变阻器应选择B。第二空.从实验原理分析可知，当断开开关S2，调整电阻箱R2的阻值，从而使得滑动变阻器两端电压变大，即使电压表示数为一半，而电阻箱R2的电压偏大，导致所测电阻也偏大，所以电压表内阻测量值大于真实值。第三空.电压表量程为500mV=0.5V，内阻为100Ω，改装后电压表量程为5V，串联分压电阻分压为5V-0.5V=4.5V，是电压表分压的9倍，则串联电阻阻值：R串=9R测=9×100Ω=900Ω；第四空.由于电压表内阻测量值偏大，改装电压表时串联电阻阻值偏大，用改装后的电阻测电压时，所测电压偏小，为准确测电压，应减小串联电阻阻值，可以减小串联电阻阻值或在串联电阻两端并联一个比该电阻大得多的电阻，故选项D正确。15.用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律．实验所用的电源为学生电源，有输出电压为6V、频率为50Hz的交流电和输出电压为6V的直流电两种．质量为0.300kg的重锤从高处由静止开始下落，重锤上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律．（g取9.8m/s2）下面列举了该实验的几个操作步骤：A．按照图示的装置安装器件；B．将打点计时器接到电源的“直流输出”上；C．松开手释放纸带，然后接通电源开关，打出一条纸带；D．测量纸带上某些点间的距离；E．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能．（1）其中没有必要进行的或者操作不当的步骤，请将其选项对应的字母填在下面的空行内，并说明其原因．答：B：打点计时器应该使用交流电，C：应该先通电再释放纸带（2）实验中得到如图乙所示的纸带，根据纸带可计算得知，重锤从B点到D点过程中重力势能减少量等于0.271J，动能增加量等于0.264J．（结果保留三位有效数字）（3）在验证机械能守恒定律的实验中发现，重锤减小的重力势能总是大于重锤动能的增加量，其原因主要是实验过程中存在摩擦阻力．参考答案：【考点】：验证机械能守恒定律．【专题】：实验题；机械能守恒定律应用专题．【分析】：（1）对于实验，我们要从实验原理、实验仪器、实验步骤、实验数据处理、实验注意事项这几点去搞清楚．（2）纸带实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度．从而求出动能．根据功能关系得重力势能减小量等于重力做功的数值．（3）重物下落过程中不可避免的受到阻力作用，重力势能不可能全部转化为动能，这是误差的主要来源．：解：（1）打点计时器使用的是交流电源，故B中将打点计时器接到电源的“直流输出”上错误，应该使用交流电源；C、实验时，应先接通打点计时器电源后释放重物，由于重物运动较快，可能会使打出来的点很少，不利于数据的采集和处理．（2）重力势能减小量等于：△Ep=mgh=0.300×9.8×（0.0442+0.0480）J=0.271J．在匀变速直线运动中，时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度，因此有：EkB=mvB2，EkD=mvD2△Ek=EkD﹣EkB=J=0.264J；（2）在该实验中，由于摩擦力、空气阻力等阻力的存在，重锤减小的重力势能总是稍稍大于重锤动能的增加量；若重锤减小的重力势能总是大于重锤动能的增加量，而且比较明显，就要考虑阻力太大的原因．在该实验过程的步骤A中，没有检查打点计时器的两个限位孔是否在同一条竖直线上，导致摩擦力太大，应该是导致误差太大的主要原因．故答案为：（1）B：打点计时器应该使用交流电，C：应该先通电再释放纸带；（2）0.271J，0.264；（3）实验过程中存在摩擦阻力．【点评】：要知道重物带动纸带下落过程中能量转化的过程和能量守恒，熟练应用匀变速直线运动规律解决实验问题；重物带动纸带下落过程中，除了重力还受到阻力，从能量转化的角度，由于阻力做功，重力势能减小除了转化给了动能还有一部分转化给摩擦产生的内能．四、计算题：本题共3小题，共计47分16.质量为0.1kg的弹性球从空中某高度由静止开始下落，该下落过程对应的图象如图所示。球与水平地面相碰后离开地面时的速度大小为碰撞前的3/4。该球受到的空气阻力大小恒为f，取g=10,求：（1）弹性球受到的空气阻力f的大小；（2）弹性球第一次碰撞后反弹的高度h。参考答案：17.足够长的平行金属导轨MN和PK表面粗糙，与水平面之间的夹角为α，间距为L。垂直于导轨平面向上的匀强磁场的磁感应强度为B，MP间接有阻值为R的电阻，质量为m的金属杆ab垂直导轨放置，其他电阻不计。如图所示，用恒力F沿导轨平面向下拉金属杆ab，使金属杆由静止开始运动，杆运动的最大速度为vm，ts末金属杆的速度为v1，，前ts内金属杆的位移为x，（重力加速度为g）求：

（1）金属杆速度为v1时加速度的大小；（2）整个系统在前ts内产生的热量。参考答案：18.（计算）如图甲所示，一滑块随足够长的水平传送带一起向右匀速运动，滑块与传送带之间的动摩擦因数μ=0.2。一质量m=0.05kg的子弹水平向左射入滑块并留在其中，取水平向左的方向为正方向，子弹在整个运动过程中的v-t图象如图乙所示，已知传送带的速度始终保持不变，滑块最后恰好能从传送带的右端水平飞出，g取10m/s2。(1)求滑块的质量；(2)求滑块向左运动过程中与传送带摩擦产生的热量；(3)若滑块可视为质点且传送带与转动轮间不